中国科学院大学《机器学习》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页中国科学院大学《机器学习》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在进行模型评估时，除了准确率、召回率等指标，还可以使用混淆矩阵来更全面地了解模型的性能。假设我们有一个二分类模型的混淆矩阵。以下关于混淆矩阵的描述，哪一项是不准确的？（）A.混淆矩阵的行表示真实类别，列表示预测类别B.真阳性（TruePositive，TP）表示实际为正例且被预测为正例的样本数量C.假阴性（FalseNegative，FN）表示实际为正例但被预测为负例的样本数量D.混淆矩阵只能用于二分类问题，不能用于多分类问题2、在一个股票价格预测的场景中，需要根据历史的股票价格、成交量、公司财务指标等数据来预测未来的价格走势。数据具有非线性、非平稳和高噪声的特点。以下哪种方法可能是最合适的？（）A.传统的线性回归方法，简单直观，但无法处理非线性关系B.支持向量回归（SVR），对非线性数据有一定处理能力，但对高噪声数据可能效果不佳C.随机森林回归，能够处理非线性和高噪声数据，但解释性较差D.基于深度学习的循环神经网络（RNN）或长短时记忆网络（LSTM），对时间序列数据有较好的建模能力，但容易过拟合3、假设正在进行一个目标检测任务，例如在图像中检测出人物和车辆。以下哪种深度学习框架在目标检测中被广泛应用？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.CaffeD.以上框架都常用于目标检测4、在使用随机森林算法进行分类任务时，以下关于随机森林特点的描述，哪一项是不准确的？（）A.随机森林是由多个决策树组成的集成模型，通过投票来决定最终的分类结果B.随机森林在训练过程中对特征进行随机抽样，增加了模型的随机性和多样性C.随机森林对于处理高维度数据和缺失值具有较好的鲁棒性D.随机森林的训练速度比单个决策树慢，因为需要构建多个决策树5、在评估机器学习模型的性能时，通常会使用多种指标。假设我们有一个二分类模型，用于预测患者是否患有某种疾病。以下关于模型评估指标的描述，哪一项是不正确的？（）A.准确率是正确分类的样本数占总样本数的比例，但在类别不平衡的情况下可能不准确B.召回率是被正确预测为正例的样本数占实际正例样本数的比例C.F1分数是准确率和召回率的调和平均值，综合考虑了模型的准确性和全面性D.均方误差（MSE）常用于二分类问题的模型评估，值越小表示模型性能越好6、想象一个图像分类的竞赛，要求在有限的计算资源和时间内达到最高的准确率。以下哪种优化策略可能是最关键的？（）A.数据增强，通过对原始数据进行随机变换增加数据量，但可能引入噪声B.超参数调优，找到模型的最优参数组合，但搜索空间大且耗时C.模型压缩，减少模型参数和计算量，如剪枝和量化，但可能损失一定精度D.集成学习，组合多个模型的预测结果，提高稳定性和准确率，但训练成本高7、某机器学习项目需要对文本进行主题建模，以发现文本中的潜在主题。以下哪种方法常用于文本主题建模？（）A.潜在狄利克雷分配（LDA）B.非负矩阵分解（NMF）C.概率潜在语义分析（PLSA）D.以上方法都常用8、某研究需要对音频信号进行分类，例如区分不同的音乐风格。以下哪种特征在音频分类中经常被使用？（）A.频谱特征B.时域特征C.时频特征D.以上特征都常用9、假设正在进行一项关于客户购买行为预测的研究。我们拥有大量的客户数据，包括个人信息、购买历史和浏览记录等。为了从这些数据中提取有价值的特征，以下哪种方法通常被广泛应用？（）A.主成分分析（PCA）B.线性判别分析（LDA）C.因子分析D.独立成分分析（ICA）10、在机器学习中，强化学习是一种通过与环境交互来学习最优策略的方法。假设一个机器人要通过强化学习来学习如何在复杂的环境中行走。以下关于强化学习的描述，哪一项是不正确的？（）A.强化学习中的智能体根据环境的反馈（奖励或惩罚）来调整自己的行为策略B.Q-learning是一种基于值函数的强化学习算法，通过估计状态-动作值来选择最优动作C.策略梯度算法直接优化策略函数，通过计算策略的梯度来更新策略参数D.强化学习不需要对环境进行建模，只需要不断尝试不同的动作就能找到最优策略11、在一个深度学习模型的训练过程中，出现了梯度消失的问题。以下哪种方法可以尝试解决这个问题？（）A.使用ReLU激活函数B.增加网络层数C.减小学习率D.以上方法都可能有效12、在进行机器学习模型训练时，过拟合是一个常见的问题。过拟合意味着模型在训练数据上表现很好，但在新的、未见过的数据上表现不佳。为了防止过拟合，可以采取多种正则化方法。假设我们正在训练一个神经网络，以下哪种正则化技术通常能够有效地减少过拟合？（）A.增加网络的层数和神经元数量B.在损失函数中添加L1正则项C.使用较小的学习率进行训练D.减少训练数据的数量13、在进行聚类分析时，有多种聚类算法可供选择。假设我们要对一组客户数据进行细分，以发现不同的客户群体。以下关于聚类算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.K-Means算法需要预先指定聚类的个数K，并通过迭代优化来确定聚类中心B.层次聚类算法通过不断合并或分裂聚类来构建聚类层次结构C.密度聚类算法（DBSCAN）可以发现任意形状的聚类，并且对噪声数据不敏感D.所有的聚类算法都能保证得到的聚类结果是最优的，不受初始条件和数据分布的影响14、当使用支持向量机（SVM）进行分类任务时，如果数据不是线性可分的，通常会采用以下哪种方法（）A.增加样本数量B.降低维度C.使用核函数将数据映射到高维空间D.更换分类算法15、假设正在研究一个文本生成任务，例如生成新闻文章。以下哪种深度学习模型架构在自然语言生成中表现出色？（）A.循环神经网络（RNN）B.长短时记忆网络（LSTM）C.门控循环单元（GRU）D.以上模型都常用于文本生成16、考虑一个回归问题，我们使用均方误差（MSE）作为损失函数。如果模型的预测值与真实值之间的MSE较大，这意味着什么（）A.模型的预测非常准确B.模型存在过拟合C.模型存在欠拟合D.无法确定模型的性能17、在机器学习中，模型的可解释性是一个重要的方面。以下哪种模型通常具有较好的可解释性？（）A.决策树B.神经网络C.随机森林D.支持向量机18、假设正在进行一个情感分析任务，使用深度学习模型。以下哪种神经网络架构常用于情感分析？（）A.卷积神经网络（CNN）B.循环神经网络（RNN）C.长短时记忆网络（LSTM）D.以上都可以19、在一个文本分类任务中，使用了朴素贝叶斯算法。朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理，假设特征之间相互独立。然而，在实际的文本数据中，特征之间往往存在一定的相关性。以下关于朴素贝叶斯算法在文本分类中的应用，哪一项是正确的？（）A.由于特征不独立的假设，朴素贝叶斯算法在文本分类中效果很差B.尽管存在特征相关性，朴素贝叶斯算法在许多文本分类任务中仍然表现良好C.为了提高性能，需要对文本数据进行特殊处理，使其满足特征独立的假设D.朴素贝叶斯算法只适用于特征完全独立的数据集，不适用于文本分类20、在一个工业生产的质量控制场景中，需要通过机器学习来实时监测产品的质量参数，及时发现异常。数据具有高维度、动态变化和噪声等特点。以下哪种监测和分析方法可能是最合适的？（）A.基于主成分分析（PCA）的降维方法，找出主要的影响因素，但对异常的敏感度可能较低B.采用孤立森林算法，专门用于检测异常数据点，但对于高维数据效果可能不稳定C.运用自组织映射（SOM）网络，能够对数据进行聚类和可视化，但实时性可能不足D.利用基于深度学习的自动编码器（Autoencoder），学习正常数据的模式，对异常数据有较好的检测能力，但训练和计算成本较高21、在一个医疗诊断项目中，我们希望利用机器学习算法来预测患者是否患有某种疾病。收集到的数据集包含患者的各种生理指标、病史等信息。在选择合适的机器学习算法时，需要考虑多个因素，如数据的规模、特征的数量、数据的平衡性等。如果数据量较大，特征维度较高，且存在一定的噪声，以下哪种算法可能是最优选择？（）A.逻辑回归算法，简单且易于解释B.决策树算法，能够处理非线性关系C.支持向量机算法，在小样本数据上表现出色D.随机森林算法，对噪声和异常值具有较好的容忍性22、假设正在开发一个用于图像分割的机器学习模型。以下哪种损失函数通常用于评估图像分割的效果？（）A.交叉熵损失B.均方误差损失C.Dice损失D.以上损失函数都可能使用23、机器学习是一门涉及统计学、计算机科学和人工智能的交叉学科。它的目标是让计算机从数据中自动学习规律和模式，从而能够进行预测、分类、聚类等任务。以下关于机器学习的说法中，错误的是：机器学习算法可以分为监督学习、无监督学习和强化学习三大类。监督学习需要有标注的训练数据，无监督学习则不需要标注数据。那么，下列关于机器学习的说法错误的是（）A.决策树是一种监督学习算法，可以用于分类和回归任务B.K均值聚类是一种无监督学习算法，用于将数据分成K个聚类C.强化学习通过与环境的交互来学习最优策略，适用于机器人控制等领域D.机器学习算法的性能只取决于算法本身，与数据的质量和数量无关24、假设要对一个时间序列数据进行预测，例如股票价格的走势。数据具有明显的趋势和季节性特征。以下哪种时间序列预测方法可能较为合适？（）A.移动平均法B.指数平滑法C.ARIMA模型D.以上方法都可能适用，取决于具体数据特点25、在机器学习中，降维是一种常见的操作，用于减少特征的数量。以下哪种降维方法是基于线性变换的？（）A.主成分分析（PCA）B.线性判别分析（LDA）C.t-SNED.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）谈谈如何使用机器学习进行图像去噪。2、（本题5分）机器学习中如何处理高维数据？3、（本题5分）解释机器学习在机器翻译中的技术。4、（本题5分）机器学习在细胞遗传学中的应用是什么？三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）借助民俗学数据传承和保护民俗文化。2、（本题5分）通过变分自编码器（VAE）对图像数据进行压缩和重建。3、（本题5分）通过消化系统疾病数据研究胃肠道疾病的发病机制。4、（本题5分）运用梯度提升树预测股票的成交量。5、（本题5分）